区块链技术知识《1》从一笔交易来看ETH 与BTC 之异同

要了解以太币（ETH）或是比特币（BTC）是如何运作，从一笔交易来切入是很好的著力点，因为几乎所有的概念与原理都是围绕著交易来发生的。

本篇文章将从一笔普通的 ETH 交易与一笔 BTC 交易来检视架构上的异同，藉以了解各自之运作原理。

下方是一笔在 Etherscan（以太坊的区块浏览器，任何在链上发生的交易都可以在 Etherscan 一览无遗）上随机撷取的交易，我们先来解析一下这笔交易内容包含的资讯。

以太坊上的一笔普通交易

第1点“交易杂凑值”，即这笔交易的 id，是唯一识别值，如我们的身分证字号一般。这个值是由这笔交易的所有资讯杂凑而成。

第2点“所在区块”，为这笔交易位在的区块，亦即“区块高度”。后方灰标籤中的 “13 Block Confirmations”代表在这个区块之后已经接了 12 个区块（包含本区块共有 13 个区块已经确认）。因为有可能有分叉的问题，故通常在一笔交易出块后，要等到 5 个以上的区块确认，才较能确保本交易是在最长的区块链之上，相关资讯不会再被更动。

第3点“时间戳记”，为矿工打包本笔交易上链的时间，时间以 UTC（世界协调时间）表示，和台湾有 8 个小时的时差。

第4点“来自地址”，表示本笔交易是从哪个地址送出。

第5点“接收地址”，表示本笔交易的金额将被哪个地址接收。

第6点“交易金额”，表示本笔交易中所转移了多少颗以太币，后方会以检视时的时价来换算。

第7点“手续费”，在以太坊中进行交易，必须经由矿工运算打包后上链，故需要支付给矿工手续费。一笔一般的以太坊转帐交易会使用 21,000 的 Gas（燃料），可以理解成点对点网路要花多少资源去做这笔交易的运算。

[注]以太坊交易手续费公式：

Tx Fee（7手续费）＝ Gas Used（7-2燃料用量） * Gas Price（7-3单位燃料价格）

用比喻来说明的话，可以理解成台北开车至台中的油钱：“油钱＝使用公升数 * 每公升油价”

而 Gas Limit 比较像是出发前你要加多少公升的油，如果加的油不足你旅程需要的油，那这趟旅程（这笔交易）就会失败。

发送交易时，部分钱包的 Gas Price & Gas Limit 是可以自己设定的，Gas Limit 基本上只要大过交易所需的用量，不要交易失败即可。比较需要注意的是，在以太坊如果因为 Gas Limit 设不够等原因交易失败，那麽手续费还是会被收取，不会退回。（因为矿工还是花资源下去帮你算了）

因为交易的 Gas Used 是矿工实际在运算时才会被决定的，故 Gas Price 成为决定要支付给矿工多少手续费的决定因子。原则上手续费越高会越优先被矿工打包上链，交易的等待时间会越短。由于以太坊上交易量会随时间改变，欲知道当前即时状况以决定手续费要设多少，可以到 ETH gas station 查看。

第8点“Nonce”，目前比较没有一个比较统一的翻译，我个人觉得可以理解为序次，前方的值 “22954”表示这个“来自地址”截至本交易为止，已发送了 22954 笔交易。
后方的值 “210” 则表示这笔交易是在这个“所在区块”中的第 210 笔交易。

第9点“额外注记”，则是可以写上额外的文字作为这笔交易的注记，也会牵涉到以太坊与比特币最大的不同处之一：智慧合约，我们会在后续详述。

介绍完了以太坊的一笔交易，接下来我们要先来谈谈以太坊和比特币的架构，才能来介绍比特币的交易。因为比特币的交易长相比较特别一些，不像以太坊这麽直觉。

以太坊的架构类似银行帐户，有资料库在记录每个帐号和帐号的馀额，透过交易来更新。如下图所示，地址 14c5f8ba 在一笔交易中发送了 10 个 eth 给地址 bb75a980 ，于是在交易过后双方的以太币数量便被更新了。

比特币的UTXO模型

然而，比特币是採用了另外一种，叫作 UTXO（Unspent Transaction Output，Transaction 简称 Tx）的架构，如下图所示：

我们可以想像比特币是一坨一坨的钱堆，我们的地址比较像是能够操控这些钱堆的钥匙。可以把钱堆凑在一起做交易；也可以把一坨钱堆拆开来交易。

每一笔交易可以有多个 input（钱堆），交易后也可以变成一或多个新的钱堆。我们直接透过 Blockstream Bitcoin Explorer（比特币的区块浏览器，任何在链上发生的交易都可以在这一览无遗）上的随机一笔比特币交易来一探究竟：

比特币的一笔普通交易

可以发现，这笔交易动用了三个钱堆，推测可能是这三个钱堆的所有者想要发送四颗比特币给别人，但他想动用的前两个钱堆总额不足四颗，所以便再动用了第三个钱堆，凑足四颗发送给别人。而多出的比特币则会变为“Unspent (未花费)”的钱堆回到所有者身上。

打开 Details 查看交易的细节后便可以发现，右下方的 #1 钱堆中有标注 Unspent 的字样，这笔钱堆在交易后会返回到发送交易的地址中。

此外，我们可以发现 input 的三笔钱堆，总额是 6.1446498 BTC；而 output 的两笔钱堆，总额却只有 6.1442275 BTC。中间有 0.0004223 BTC 的差额，原因是比特币交易需要付手续费给帮忙验证打包上链的矿工，故这 0.0004223 BTC 便是这笔交易手续费的金额。

UTXO 的架构，其实是解决了 Account model 同一个地址（帐户）无法同时进行两笔交易的问题（Account model 一定会有先后顺序，即 Nonce）。以太币为了避免双重花费（Double Spending：同一笔钱被花了两次），会以 Nonce 来标注每一笔交易的先后次序，若同时发送多笔交易，一但前面有一笔交易卡住，则后面的交易也都会跟著塞住。

比特币 UTXO 的架构可以同时进行多笔交易，一个地址可以“同时”将多个钱堆发送给多个不同的地址，在同一个区块，甚至同一笔交易中完成。可以把多个钱堆同时进行交易，算是让交易变得更加有效率。（虽然比特币出一个块依然要10分钟⋯⋯）

至此，我们对于比特币和以太币的架构都有初步的认识了。接著便要来介绍以太币和比特币最核心的差异：智慧合约。我们再来重新检视一下比特币和以太币的交易。